【摘 要】
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煤尘几乎伴随煤炭资源开采全过程,引起矽肺、煤工尘肺等职业健康问题、煤尘（瓦斯）爆炸等重大安全问题以及煤尘颗粒物污染环境问题。基于水溶液的喷雾降尘、煤层注水等湿式除尘技术是煤矿现场常用的技术措施,但煤尘润湿性差的本质导致各类湿式除尘技术降尘效果并不理想。针对此,本文重点研究离子液体[C12MIm]Br对高阶煤煤尘润湿性的增强作用,并与传统表面活性剂复配,实现协同高效润湿高阶难润湿煤尘的目的。取得了以
【基金项目】
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国家自然科学基金（51704282）:表面活性离子液体改变煤尘活性结构的防尘机制；
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煤尘几乎伴随煤炭资源开采全过程,引起矽肺、煤工尘肺等职业健康问题、煤尘（瓦斯）爆炸等重大安全问题以及煤尘颗粒物污染环境问题。基于水溶液的喷雾降尘、煤层注水等湿式除尘技术是煤矿现场常用的技术措施,但煤尘润湿性差的本质导致各类湿式除尘技术降尘效果并不理想。针对此,本文重点研究离子液体[C12MIm]Br对高阶煤煤尘润湿性的增强作用,并与传统表面活性剂复配,实现协同高效润湿高阶难润湿煤尘的目的。取得了以下主要研究成果:（1）分析了离子液体[C12MIm]Br及三类表面活性剂DTAB、SDBS、AEO9的表面活性特征,优选了单体润湿剂的复配浓度,并将离子液体[C12MIm]Br与各类表面活性剂进行复配,对比分析了单体及复配润湿剂对高阶煤煤尘烟煤、无烟煤的润湿效果,得到润湿剂中DTAB-AEO9复配溶液表面张力最小,为24.24m N/m;离子液体复配润湿剂中[C12MIm]Br-SDBS复配溶液的表面张力最小,为37.40 m N/m。分析了高阶煤煤尘烟煤、无烟煤在单体及复配润湿剂中的沉降效果,得到高阶煤煤尘在离子液体[C12MIm]Br-AEO9复配体系中的沉降效果最佳,其中,无烟煤、烟煤分别在[C12MIm]Br-AEO9（CMC）、[C12MIm]Br-AEO9（15CMC）溶液中的沉降时间最短,分别为79 s和173 s。（2）分析了单体及复配润湿剂对高阶煤煤尘协同改性后煤尘润湿性能的变化规律,发现[C12MIm]Br-SDBS溶液改性煤的润湿性优于其他单体及复配润湿剂改性煤,得到[C12MIm]Br-SDBS改性煤在不同溶液中的沉降效果最佳。不同种类改性煤在[C12MIm]Br-AEO9（15CMC）溶液中的沉降效果优于去离子水及[C12MIm]Br-AEO9（CMC）溶液,得到了[C12MIm]Br-SDBS溶液改性煤在[C12MIm]Br-AEO9（15CMC）溶液中协同润湿沉降效果最佳,确定了协同润湿作用下离子液体润湿剂的主要成分及配比方案。（3）基于紫外可见分光光度法和红外光谱法分析了离子液体及表面活性剂改性烟煤、无烟煤的微观结构变化,建立了离子液体及表面活性剂溶液浓度与其在改性煤表面上吸附浓度的对应关系,对比了离子液体[C12MIm]Br及各类表面活性剂在煤尘表面的吸附能力强弱,分析得到了相应改性煤中醚键类官能团变化较明显及脂肪烃类官能团相对增加的变化规律,得到了离子液体润湿剂影响高阶煤煤尘润湿性的微观结构差异。该论文有图39幅,表22个,参考文献102篇。
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